В 9 часов битва возобновилась. Армии сошлись вплотную, и начался рукопашный бой. Пётр распоряжался в самой гуще, не избегая опасности: одна пуля прострелила ему шляпу, другая попала в седло, а третья повредила крест, висевший на груди. Через два часа шведы дрогнули по всему фронту. Карла с больной ногой возили между солдатскими рядами, как вдруг пушечное ядро ударило в коляску, и король очутился на земле. Солдаты, находившиеся вблизи, подумали, что король убит, и ужас овладел полками. Бегство стало всеобщим. На поле боя осталось до 9 тысяч убитых. Уцелевшая половина шведской армии (около 16 тысяч) под командованием Левенгаупта отступила сначала в лагерь, а потом поспешно отошла к Днепру. Однако переправиться через него было не на чем. Запорожцы едва успели перевезти на лодках Карла и Мазепу, как 30 июня явились русские войска во главе с Меншиковым. Возобновить битву не представлялось возможным. Левенгаупт и все его солдаты сложили оружие. Победа Петра была полной — одна из лучших армий того времени, девять лет наводившая ужас на всю Восточную Европу, перестала существовать. Сам Карл едва успел бежать от преследователей в турецкие владения.
Победа под Полтавой привела к перелому во всей войне. После этого шведы не могли удержаться ни в Прибалтике, ни в Финляндии.
В июне 1710 года русские взяли Выборг, в июле захватили Ригу, в августе перед ними капитулировал Пернов. В сентябре они вынудили к сдаче Кексгольм (древнерусскую Карелу) и Ревель. Лифляндия и Эстляндия были очищены от шведов и перешли под власть России. В 1711 году Пётр имел неудачное столкновение с Турцией и принуждён был возвратить ей Азов и Запорожье. Но зато в 1713 году русские овладели всей Финляндией. В 1714 году состоялось успешное морское сражение у мыса Гангут, в котором шведы опять потерпели поражение.
Война была перенесена на территорию противника. У Петра появилось больше времени для внутренних преобразований. В 1718 году он приступил к учреждению коллегий. Дело это задумывалось царём давно, но сильно замедлилось из-за недостатка в сведущих, образованных людях, которые могли бы поставить дело государственного правления по-новому, на европейский манер. Всех коллегий поначалу считали девять. Каждая из них (в отличие от существовавших до Петра приказов) должна была иметь строго определённый круг обязанностей. Три были «главными», или «государственными» (военная, морская, иностранных дел). Три коллегии ведали финансами (камер-коллегия — доходами, штатс-коллегия — расходами, ревизион-коллегия — контролем). Юстиц-коллегия должна была вести надзор за судами, коммерц-коллегия стала ведомством торговли, а берг- и мануфактур-коллегии должны были ведать соответственно горнозаводской и фабричной промышленностью.
